| تعداد نشریات | 286 |
| تعداد نشریات سازمان | 84 |
| تعداد شماره‌ها | 2,856 |
| تعداد مقالات | 32,385 |
| تعداد مشاهده مقاله | 41,498,951 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 18,697,442 |
اوژنول: عامل کارآمد مهارکننده سیستم Quorum Sensing برای کاهش بیماری‌زایی سودوموناس آئروژینوزا | ||
| تحقیقات گیاهان دارویی و معطر ایران | ||
| مقاله 9، دوره 36، شماره 6 - شماره پیاپی 104، بهمن و اسفند 1399، صفحه 985-1004 اصل مقاله (1.17 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22092/ijmapr.2021.342237.2741 | ||
| نویسندگان | ||
| صبا مسلمی1؛ نسیم کاشف* 2 | ||
| 1کارشناس ارشد میکروبیولوژی، بخش میکروبیولوژی، دانشکده زیست‌شناسی، پردیس علوم، دانشگاه تهران، تهران، ایران | ||
| 2دانشیار، باکتری‌شناسی پزشکی، بخش میکروبیولوژی، دانشکده زیست‌شناسی، پردیس علوم، دانشگاه تهران، تهران، ایران | ||
| چکیده | ||
| شناسه دیجیتال (DOR): 98.1000/1735-0905.1399.36.985.104.6.1575.1575 سودوموناس آئروژینوزا یک بیماری‌زای فرصت‌طلب انسانی است. این باکتری یکی از مهمترین عوامل عفونت‌های بیمارستانی در طیف وسیعی از بیماران دارای نقص سیستم ایمنی شامل افراد مبتلا به بدخیمی‌ها، مبتلایان به سیستیک فیبروز و سوختگی‌ها است. این باکتری دارای عوامل بیماری‌زایی متعددی است و به‌دلیل تولید بیوفیلم، مقاومت زیادی به بیشتر آنتی‌بیوتیک‌های متداول دارد. تولید بسیاری از عوامل بیماری‌زایی در این باکتری تحت کنترل سیستم quorum sensing (QS) است. سیستم QS یک هدف جذاب برای طراحی درمان‌های جدید است. اوژنول ماده اصلی تشکیل‌دهنده عصاره میخک (Eugenia caryophylata) است. مطالعات پیشین اثرهای ضد باکتریایی آن را نشان داده‌اند. هدف از این مطالعه بررسی اثر ضد QS اوژنول بر تشکیل بیوفیلم و تولید عوامل بیماری‌زایی تنظیم شده با سیستم QS در سویه‌های سودوموناس آئروژینوزا بود. حداقل غلظت مهارکنندگی اوژنول (MIC) برای دو سویه سودوموناس آئروژینوزا 27853 ATCC و PAO1 و سه جدایه بالینی تعیین شد. سپس اثر اوژنول بر تکثیر میکروبی با کنترل منحنی رشد انجام شد. تشکیل بیوفیلم و تولید اگزوپلی‌ساکارید، پیوسیانین و رامنولیپید، حرکت Swarming، Swimming و Twitching پس از تیمار با اوژنول بررسی شد. کمترین غلظت مهارکننده اوژنول برای دو سویه سودوموناس آئروژینوزا 27853 ATCC و PAO1 به‌‌ترتیب (v/v) 0.3% و (v/v) 0.6% تعیین شد. غلظت‌های مختلف اوژنول (≥15/0%) به‌طور معنی‌داری منجر به کاهش تولید عوامل بیماری‌زا ازجمله تولید پیوسیانین و رامنولیپید شدند. همچنین تشکیل بیوفیلم، تولید اگزوپلی‌ساکارید و حرکت swarming، swimming و twitching پس از تیمار با اوژنول کاهش یافت. به این ترتیب، استفاده از اوژنول به‌عنوان یک عامل مهارکننده سیستم QS و ضد بیوفیلم می‌تواند راهکار درمانی مؤثری برای مقابله با عفونت‌های حاصل از سودوموناس آئروژینوزا باشد. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| سودوموناس آئروژینوزا؛ مقاومت آنتی‌بیوتیکی؛ عوامل بیماری‌زایی؛ سیستم QS؛ اسانس‌های روغنی | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Eugenol: a potent quorum sensing inhibitor to restrict Pseudomonas aeruginosa pathogenicity | ||
| نویسندگان [English] | ||
| S. Moslemi1؛ N. Kashef2 | ||
| 1M.Sc. in Microbiology, Department of Microbiology, School of Biology, College of Science, University of Tehran, Tehran, Iran | ||
| 2Department of Microbiology, School of Biology, College of Science, University of Tehran, Tehran, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| Bacterium Pseudomonas aeruginosa is an opportunistic human pathogen and one of the most important causes of nosocomial infections in a wide range of immunocompromised patients including those with malignancies, cystic fibrosis, and burns. This bacterium produces many virulence factors and is highly resistant to lots of common antibiotics due to its biofilm formation. The production of many virulence factors in this bacterium is under the control of quorum sensing systems (QS). The QS is an attractive target for the development of novel therapeutics. Eugenol is the major component of clove (Eugenia caryophylata) oil. The previous studies have shown its antibacterial activities. This study aimed to determine the in vitro anti-QS activity of eugenol on QS-regulatedbiofilm formation and virulence factors production in P. aeruginosa strains. The minimum inhibitory concentration (MIC) of eugenol was determined against two strains of this bacterium ATCC 27853 and PAO1, and three clinical isolates. Then the effect of eugenol on bacterial proliferation was determined by monitoring the growth curve. The biofilm formation, the production of exopolysaccharide (EPS), pyocyanins, rhamnolipids, the motility of swimming, swarming, and twitching were evaluated after the eugenol treatment. The MICs against two strains of the bacterium ATCC 27853 and PAO1 were obtained 0.3% and 0.6% (v/v), respectively. Different concentrations of eugenol (≤0.15%) significantly reduced the production of virulence factors including pyocyanin and rhamnolipid. The biofilm formation, EPS production, and swarming, swimming, and twitching motility were also reduced after the eugenol treatment. In general, according to the results of this study, the use of eugenol, as a potent QS inhibitor and anti-biofilm agent, could be an effective therapeutic strategy against P. aeruginosa infections. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Pseudomonas aeruginosa, antibiotic resistance, virulence factors, Quorum Sensing, essential oils | ||
| مراجع | ||
|
- Al-Adham, I.S.I., Khalil, E., Al-Hmoud, N.D., Kierans, M. and Collier, P.J., 2000. Microemulsions are membrane-active, antimicrobial, self-preserving systems. Journal of Applied Microbiology, 82: 32-39. - Bhat, R., Dayamani, K.J., Hathwar, S., Hegde, R. and Kush, A., 2015. Exploration on production of rhamnolipid biosurfactants using native Pseudomonas aeruginosa strains. Journal of BioScience & Biotechnology, 4(2): 157-166. - Chatterjee, M., D'Morris, S., Paul, V., Warrier, S., Vasudevan, A.K., Vanuopadath, M., Nair, S.S., Paul-Prasanth, B., Mohan, C.G. and Biswas, R., 2017. Mechanistic understanding of phenyllactic acid mediated inhibition of quorum sensing and biofilm development in Pseudomonas aeruginosa. Applied Microbiology & Biotechnology, 101(22): 8223-8236. - Gowrishankar, S., Poornima, B. and Pandian, S.K., 2014. Inhibitory efficacy of cyclo (l-leucyl-l-prolyl) from mangrove rhizosphere bacterium–Bacillus amyloliquefaciens (MMS-50) toward cariogenic properties of Streptococcus mutans. Research in Microbiology, 165(4): 278-289. - Hassett, D.J., Charniga, L., Bean, K., Ohman, D.E. and Cohen, M.S., 1992. Response of Pseudomonas aeruginosa to pyocyanin: mechanisms of resistance, antioxidant defenses, and demonstration of a manganese-cofactored superoxide dismutase. Infection and Immunity, 60(2): 328-336. - Husain, F.M., Ahmad, I., Asif, M. and Tahseen, Q., 2013. Influence of clove oil on certain quorum-sensing-regulated functions and biofilm of Pseudomonas aeruginosa and Aeromonas hydrophila. Journal o Biosciences, 38(5): 835-844. - Kanthakumar, K., Taylor, G., Tsang, K.W., Cundell, D.R., Rutman, A., Smith, S. and Wilson, R., 1993. Mechanisms of action of Pseudomonas aeruginosa pyocyanin on human ciliary beat in vitro. Infection and Immunity, 61(7): 2848-2853. - Kim, Y.G., Lee, J.H., Kim, S.I., Baek, K.H. and Lee, J., 2015. Cinnamon bark oil and its components inhibit biofilm formation and toxin production. International Journal of Food Microbiology, 195: 30-39. - Köhler, T., Curty, L.K., Barja, F., Van Delden, C. and Pechère, J.C., 2000. Swarming of Pseudomonas aeruginosa is dependent on cell-to-cell signaling and requires flagella and pili. Journal of Bacteriology, 182(21): 5990-5996. - Lou, Z., Letsididi, K.S., Yu, F., Pei, Z., Wang, H. and Letsididi, R., 2019. Inhibitive effect of eugenol and its nanoemulsion on quorum sensing-mediated virulence factors and biofilm formation by Pseudomonas aeruginosa. Journal of Food Protection, 82(3): 379-389. - Madigan, M.T., Clark, D.P., Stahl, D. and Martinko, J.M., 2010. Brock Biology of Micro organisms. Benjamin Cummings, San Francisco, 1152p. - Mahapatra, S.K. and Roy, S., 2014. Phytopharmacological approach of free radical scavenging and anti-oxidative potential of eugenol and Ocimum gratissimum Linn. Asian Pacific Journal of Tropical Medicine, 7: S391-S397. - O'Neill, E., Pozzi, C., Houston, P., Smyth, D., Humphreys, H., Robinson, D.A. and O'Gara, J.P. 2007. Association between methicillin susceptibility and biofilm regulation in Staphylococcus aureus isolates from device-related infections. Journal of Clinical Microbiology, 45(5): 1379-1388. - Rashid, M.H. and Kornberg, A., 2000. Inorganic polyphosphate is needed for swimming, swarming, and twitching motilities of Pseudomonas aeruginosa. Proceedings of the National Academy of Sciences, 97(9): 4885-4890. - Rathinam, P., Vijay Kumar, H.S. and Viswanathan, P., 2017. Eugenol exhibits anti-virulence properties by competitively binding to quorum sensing receptors. Biofouling, 33(8): 624-639. - Rathinam, P. and Viswanathan, P., 2018. Anti-virulence potential of eugenol-rich fraction of Syzygium aromaticum against multidrug resistant uropathogens isolated from catheterized patients. Avicenna Journal of Phytomedicine, 8(5): 416-431. - Roche, D.M., Byers, J.T., Smith, D.S., Glansdorp, F.G., Spring, D.R. and Welch, M., 2004. Communications blackout? Do N-acylhomoserine-lactone-degrading enzymes have any role in quorum sensing? Microbiology, 150(7): 2023-2028. - Sobieszczańska, N., Myszka, K., Szwengiel, A., Majcher, M., Grygier, A. and Wolko, Ł., 2020. Tarragon essential oil as a source of bioactive compounds with anti-quorum sensing and anti-proteolytic activity against Pseudomonas spp. isolated from fish- in vitro, in silico and in situ approaches. International Journal of Food Microbiology, 331: 108732. - Srinivasan, R., Devi, K.R., Kannappan, A., Pandian, S.K. and Ravi, A.V., 2016. Piper betle and its bioactive metabolite phytol mitigates quorum sensing mediated virulence factors and biofilm of nosocomial pathogen Serratia marcescens in vitro. Journal of Ethnopharmacology, 193: 592-603. - Van Delden, C. and Iglewski, B.H., 1998. Cell-to-cell signaling and Pseudomonas aeruginosa infections. Emerging Infectious Diseases, 4(4): 551-560. - Vasavi, H.S., Arun, A.B. and Rekha, P.D., 2013. Inhibition of quorum sensing in Chromobacterium violaceum by Syzygium cumini L. and Pimenta dioica L. Asian Pacific Journal of Tropical Medicine, 3(12):954-459. - Williams, P., Camara, M., Hardman, A., Swift, S., Milton, D., Hope, V.J. and Bycroft, B.W., 2000. Quorum sensing and the population-dependent control of virulence. Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series B: Biological Sciences, 355(1397): 667-680. - Yogalakshmi, B., Viswanathan, P. and Anuradha, C.V. 2010. Investigation of antioxidant, anti-inflammatory and DNA-protective properties of eugenol in thioacetamide-induced liver injury in rats. Toxicology, 268(3): 204-212. - Zhang, Y., Wang, Y., Zhu, X., Cao, P., Wei, S. and Lu, Y., 2017. Antibacterial and antibiofilm activities of eugenol from essential oil of Syzygium aromaticum (L.) Merr. & L.M. Perry (clove) leaf against periodontal pathogen Porphyromonas gingivalis. Microbial Pathogenesis, 113: 396-402. - Zhou, L., Zheng, H., Tang, Y., Yu, W. and Gong, Q., 2013. Eugenol inhibits quorum sensing at sub-inhibitory concentrations. Biotechnology letters, 35(4): 631-637. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 552 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 430 |
||